Question

5．某課外小組研究“影響H₂O₂ 生成O₂反應(yīng)速率的因素”的課題
通過查閱資料，他們提出如下猜想．
【提出猜想】催化劑和反應(yīng)物濃度都會影響H₂O₂ 生成O₂的反應(yīng)速率
【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)裝置如圖：
實(shí)驗(yàn)操作：檢查裝置的氣密性 良好．將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，排水法收集一瓶放出的氣體．
實(shí)驗(yàn)記錄：

實(shí)驗(yàn)編號	①	②	③
反應(yīng)物	5%H2O250mL	5%H2O250	3%H2O250mL
加入固體	0.5gCuO	0.5gMnO2	0.5gMnO2
收集等體積O2需時間	105s	45s	78s

（1）實(shí)驗(yàn)②中加入H₂O₂溶液的體積為50mL；
（2）充分反應(yīng)后，將實(shí)驗(yàn)②中剩余物質(zhì)里的MnO₂提取的方法是過濾；
結(jié)論：該探究過程得出的結(jié)論是催化劑的種類和過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)能影響反應(yīng)速率；
反思：H₂O₂在常溫加入MnO₂后反應(yīng)速率加快．小敏提出，為了更好的證明二氧化錳是否對H₂O₂ 生成O₂的反應(yīng)速率有影響，還應(yīng)該增加一組對比實(shí)驗(yàn)．該實(shí)驗(yàn)選用的藥品和用量為50mL5%過氧化氫溶液
【實(shí)驗(yàn)拓展】小敏用收集的氣體進(jìn)行氧氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)．
（1）鐵絲在氧氣中燃燒，其反應(yīng)的化學(xué)或文字表達(dá)為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
（2）小敏發(fā)現(xiàn)用收集的氣體進(jìn)行鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時，沒有產(chǎn)生明顯的火星四射現(xiàn)象．造成這種結(jié)果的可能是沒等氣泡連續(xù)、均勻的產(chǎn)生時就開始收集，導(dǎo)致所收集到的氧氣不純．

Answer 1

分析 【實(shí)驗(yàn)過程】（1）從實(shí)驗(yàn)記錄①、②中看出若利用相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液，加入不同物質(zhì)作催化劑時的情況，證明影響化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑因素，要設(shè)計合理的對比試驗(yàn)，必須固定一個量而另一個量不同來得結(jié)論；
（2）剩余物質(zhì)里的MnO₂不溶于水，因此提取的方法是過濾；
【結(jié)論】分析表中的數(shù)據(jù)即可得出結(jié)論；
【反思】利用對比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，用相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液不加二氧化錳和實(shí)驗(yàn)②進(jìn)行對比即可；
【實(shí)驗(yàn)拓展】①根據(jù)鐵與氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成四氧化三鐵來書寫化學(xué)反應(yīng)方程式；
②根據(jù)氣體收集需要注意事項(xiàng)分析；

解答 解：【實(shí)驗(yàn)過程】實(shí)驗(yàn)操作：檢查裝置的氣密性良好．氧氣不易溶于水，所以將分液漏斗中的液體加入錐形瓶中，排水法收集一瓶放出的氣體．
故答案為：氣密性；排水法；
（1）從實(shí)驗(yàn)記錄①、②中看出是想利用在相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)過氧化氫溶液的質(zhì)量不變的情況下，通過改變催化劑的種類，證明影響化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑因素，因此實(shí)驗(yàn)②中加入H₂O₂溶液的體積為50mL；
故答案為：50；
（2）剩余物質(zhì)里的MnO₂不溶于水，因此提取的方法是過濾；
故答案為：過濾；
【結(jié)論】通過對比實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，實(shí)驗(yàn)記錄①②可以得出催化劑的種類能影響反應(yīng)的速率，實(shí)驗(yàn)記錄②③可以得出過氧化氫溶液的濃度能影響反應(yīng)的速率，所以該探究過程得出的結(jié)論是催化劑的種類和過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)能影響反應(yīng)速率；
故答案為：催化劑的種類和過氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)能影響反應(yīng)速率；
【反思】利用對比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，用相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液不加二氧化錳和實(shí)驗(yàn)②進(jìn)行對比即可；
故答案為：50mL5%過氧化氫溶液（不加催化劑）；
[實(shí)驗(yàn)拓展]①鐵絲在氧氣中燃燒，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
故答案為：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；
②用收集的氣體進(jìn)行鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)時，沒有產(chǎn)生明顯的火星四射現(xiàn)象，造成這種結(jié)果的可能原因是沒等氣泡連續(xù)、均勻的產(chǎn)生時就開始收集，導(dǎo)致所收集到的氧氣不純．
故答案為：沒等氣泡連續(xù)、均勻的產(chǎn)生時就開始收集，導(dǎo)致所收集到的氧氣不純．

點(diǎn)評 本題考查知識點(diǎn)比較多：包括過氧化氫制取氧氣的原理、氧氣的檢驗(yàn)、以及探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素、根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要設(shè)計合理的對比試驗(yàn)等內(nèi)容，并且考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力．